基于iTRAQ的肽组学技术在炎症研究中的应用
iTRAQ同位素标记技术，可对样本中的肽段 N 端与赖氨酸侧链进行共价标记，通过 4-plex 或 8-plex 多重标记，实现多样品同时定量。在质谱二级图谱（MS/MS）中，这些同质异构的标签裂解产生特征 reporter 离子，可用于精确比较不同处理组的肽丰度。基于 iTRAQ 技术的肽组学在炎症研究中应用广泛，涵盖机制探索、药物反应监测与生物标志物发现，结合 PRM/ELISA 可实现科研与临床的有效对接。
一、基于iTRAQ的肽组学技术为何适用于炎症研究？
1、高通量比较能力：多样本可在单次 LC-MS/MS 中同时分析，减少实验偏差；
2、灵敏度与定量重现性高：相比标签前方法，iTRAQ 可同时兼具定性与半定量能力；
3、对炎症标志物探测高效：炎症反应中，细胞因子、补体、炎症相关酶和受体等成分动态变化显著，iTRAQ 可捕捉这些低丰度变化。
二、基于iTRAQ的肽组学技术在炎症研究中的应用
炎症作为机体对感染、损伤或免疫刺激的高度复杂反应过程，涉及大量可溶性因子（如细胞因子、趋化因子、补体蛋白）、受体和信号转导通路的动态调控。传统手段难以全面捕捉这些多维动态变化，而 iTRAQ 技术结合高分辨质谱，为炎症过程的系统性研究提供了强有力的技术支持。
1、揭示炎症介质的表达变化
基于iTRAQ的肽组学技术通过对不同处理组肽段进行等摩尔标记，在一次 LC-MS/MS 分析中实现多样本平行定量，大幅提升了通量和比较效率。在炎症研究中，该技术可广泛应用于分析以下炎症相关因子：
（1）急性期蛋白（如 C-反应蛋白、血清淀粉样蛋白等）：其表达动态变化可被精确量化，用于判断炎症程度。
（2）细胞因子调控蛋白：包括IL-1/6调节因子、NF-κB信号调控因子、STAT相关通路蛋白等，可揭示免疫信号转导异常机制。
（3）细胞凋亡与自噬相关因子：炎症状态下细胞命运变化的重要调节蛋白（如 caspase、Beclin-1）也可通过 iTRAQ 分析其丰度变化。
2、炎症通路富集与网络建模
通过 iTRAQ 数据结合生物信息学分析，可识别在炎症状态下显著上调或下调的多肽，并进一步进行功能注释与通路富集（如 KEGG/GO 分析）：
（1）识别激活通路：如 TNF-α/NF-κB、JAK/STAT、MAPK、NLRP3 炎症小体等关键炎症反应通路。
（2）调控模块重构：通过蛋白互作网络（PPI）分析构建炎症调控网络，挖掘关键 hub 蛋白。
（3）靶点预筛：依据表达趋势与网络中心度，锁定潜在治疗干预靶点。
3、疾病状态分型与分期
iTRAQ 肽组学还可用于炎症性疾病的分型研究，例如：
（1）轻度与重度炎症对比：通过定量差异分析，找出病程早期与进展期关键表达变化分子；
（2）治疗响应预测：基于 iTRAQ 数据构建生物标志物组合，预测个体对抗炎药物、免疫抑制剂等疗效；
（3）慢性与急性炎症鉴别：识别特异分子模式（molecular signature），用于疾病类型分类或分期参考。
4、联合多组学揭示炎症网络
在当前精密医学趋势下，iTRAQ 肽组学常与其他组学数据（如转录组、代谢组、磷酸化组等）联合分析：
（1）蛋白–mRNA 协同表达分析：判定蛋白丰度变化是否由转录水平驱动，筛选转录后调控目标；
（2）蛋白–代谢通路联动：揭示炎症状态下的能量代谢重编程（如乳酸代谢、脂肪酸氧化）；
（3）与表观修饰组协同：结合乙酰化/磷酸化组学，阐明炎症信号传导蛋白的修饰调控网络。
5、炎症标志物发现与转化应用
通过 iTRAQ 筛选出的差异表达多肽，可进一步通过靶向质谱（如 PRM/MRM）或免疫学手段（如 ELISA）进行验证，推动以下转化应用：
（1）炎症诊断标志物开发：挖掘可用于血液、尿液等样本中检测的非侵入性炎症生物标志物；
（2）个体化治疗靶点发现：识别疾病亚群的特异性调控因子，指导靶向治疗；
（3）药效学评价指标建立：作为药物作用机制确认与疗效监测的可靠定量指标。
三、基于iTRAQ的肽组学技术实验流程详解
1、样本处理：提取血清、组织或细胞裂解液。
2、蛋白酶解：使用胰蛋白酶消化，生成可标记肽段。
3、iTRAQ 标记：分别将不同处理组肽段用各通道标签标记，如 113–118。
4、样本混合与预分离：混样后通过 HILIC 或 SCX 分级，减少样本复杂度。
5、LC-MS/MS 检测：选用高分辨 Orbitrap 联盟 MS 进行多轮数据收集。
6、数据分析：利用 Mascot、MaxQuant 等平台进行赖氨酸肽识别与 reporter 离子峰定量。
7、差异蛋白筛选：选取 fold change ≥1.2 或 ≤0.83，结合 P 值和 FDR 校正。
8、通路富集分析：应用 GO 与 KEGG 注释解析炎症相关通路。
9、靶向验证：使用 PRM 或 ELISA 对关键炎症蛋白进行验证与二次鉴定。
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